加速邁入網絡試驗階段5G研發“只爭朝夕”

本刊記者 | 舒文瓊

加速邁入網絡試驗階段5G研發“只爭朝夕”

本刊記者 | 舒文瓊

完整的移動網絡包括核心網、傳輸網和無線側等，5G到來后隨著網絡流量的增長以及無線側網絡的日益復雜，傳輸網與核心網也將面臨升級的壓力。

如果說一個月之前，提到5G您想到的只是更高的峰值速率、更有效的頻譜利用等抽象概念，那么現在5G給人們的認識正逐漸具象：近日，愛立信在無線環境下實時演示了5G準標準技術，在15GHz頻譜上實現了5Gbit/s的吞吐速率。一個直觀的對比是，5G網速是現在最快的4G網速的250倍，這讓抽象的5G瞬間變得清晰而具體。

隨著類似試驗的進行，5G研發也從理論研究進入了網絡試驗階段。而這距離2012年全球主要國家和地區開展5G研發也不過兩年時間。這樣的速度是否操之過急？其實不然，無論

從戶需求變化還是全球4G競

爭格局來看，5G研發都可謂

“只爭朝夕”。

需求和競爭雙因素驅動

首先來看看用戶需求的

變化。移動通信演進的最主要驅動力是用戶需求，而推動5G加速發展的就是用戶對物聯網和移動互聯網需求的增長。

面向未來，超高清、3D和浸入式視頻的流行將對數據速率提出較高要求，增強現實、云桌面、在線游戲等業務，不僅對上下行數據傳輸速率提出挑戰，同時也對時延提出了無感知的苛刻要求，社交網絡流行更是對信令資源造成大量消耗；在物聯網方面，視頻監控和移動醫療等業務都需要高速率網絡來支撐，車聯網和工業控制等業務則要求毫秒級的時延和接近100%的可靠性。此外，用戶還希望網絡成本更低、安全性更高。

為此，移動網絡需要具備更強的靈活性和可擴展性，才能適應海量的設備連接和多樣化的需求。而3G網絡在某些情況下已經力不從心；隨著用戶規模的擴大，4G網絡也不能保證未來持續擁有良好的性能表現，速度更快、頻譜效率更高、成本更低、安全性能更佳的5G成為網絡演進之必需。

從全球4G競爭形勢來看，當前4G在北美、日本、韓國發展態勢最為迅猛，為了能在下一代通信技術上搶占制高點，這些國家的政府機構和運營商對5G標準化的渴求非常迫切，走在了全球5G研究的前列。

雙重因素推動下，全球5G加速發展。業界達成的共識為，2015年ITU形成5G的需求定義，2020年具備全球商用的能力。在這個大時間表基礎上，各組織研究內容、方向和進度有所差別。其中，日本的NTT docomo和韓國的SK電訊都是在5G方面較為領先的運營商，此次愛立信在15GHz頻譜上實現5Gbit/s的吞吐速率，則走在了全球5G研發的前列。

5G認知漸清晰

隨著5G研發的加速度進行，人們對5G的認識也逐漸清晰。IMT-2020（5G）推進組在最近發布的《5G愿景與需求》中提出：5G將為用戶提供光纖般的接入速率，“零”時延的使用體驗，千億設備的連接能力，超高流量密度、超高連接數密度和超高移動性等多場景的一致服務，業務及用戶感知的智能優化，同時將為網絡帶來超百倍能效提升和超百倍的比特成本降低，最終實現“信息隨心至，萬物觸手及”的總體愿景。

工信部通信發展司司長聞庫認為，潛在的5G技術，包括基于MIMO的更大規模天線矩陣、全雙工技術、非正交多址、增強多載波、新型編碼調制等。此外，C-RAN、SDN、NFV等也將在未來的網絡接入等環節發揮極大的作用。

在METIS項目負責人、愛立信大師級研究員Afif Osseiran博士看來，5G的未來可以用“快、密、全、佳、實”五個字來形象概括：快，即“前所未有的高速率”；密，即“支持人口密集地區的優質通信”；全，即“支持各類聯網設備”；佳，即“最佳體驗如影隨形”；實，即“超實時、超可靠”。

為了達到“快、密、全、佳、實”的應用場景，METIS還將5G目標落到了具體的數字上：第一，在人口密集的城市環境中，5G將提供10Gbit/s至1000Gbit/s的速率，是目前的10～100倍；第二，單位面積或單用戶移動數據將增加1000倍，即超過100Gbit/s/km2或500GB/用戶/月；第三，互聯終端設備數量將增加10到100倍；第四，低功耗大型通信設備的電池使用壽命將延長10倍，傳感器或傳呼機等終端設備的電池使用壽命將達到10年；第五，支持超快速響應應用，如“觸覺互聯網”，實現低于5微秒內端到端時延，并具有很高的可靠性；第六，在滿足上述要求的前提下，單位面積成本和能耗不高于當前蜂窩系統。愛立信技術專家認為，要滿足上述復雜應用目標，5G就不再是單一的某一種技術，而是對現有的無線技術的演進和作為補充的新技術的無縫集成的組合。5G網絡要同時支持3G與4G無線接入網的融合、固定接入網與無線接入網的融合，以及傳統接入技術與新的5G接入技術的融合。此外，面向5G的網絡架構創新中，SDN和NFV將得以延伸和重用。

傳輸網需同步提升

一個完整的移動網絡包括核心網、傳輸網和無線側等部分，5G到來后隨著網絡流量的增長以及無線側網絡的日益復雜，傳輸網部分也將面臨升級的壓力，否則將會成為網絡發展的瓶頸環節。

電信和IT正在走向融合，通信領域向“用戶驅動”型行業轉變，移動寬帶的大規模使用也推進了網絡的變革，回傳網絡中傳輸、路由和服務的優化需求也應運而生。

與此同時，網絡訪問方式正變得越來越復雜和多樣化，很快我們就會看到，5G、LTE-Advanced、Wi-Fi和混合網絡技術及有線連接，組成“大熔爐”式的網絡。而具體說到5G，未來的5G傳輸網絡必須能有力支撐擴展的用戶服務和云連接，成為服務創新的平臺。

據悉，愛立信已經意識到傳輸網升級的重要性，近日，愛立信、Acreo和皇家理工學院聯合成立了5G傳輸實驗室，該實驗室位于瑞典西斯塔，致力于改變網絡的結構和設計，甚至使其超越當今最先進的網絡，為5G在2020年左右的問世提前布局。研究人員將著手解決所有網絡層的動態運營問題、移動和固定訪問流量的共同傳輸問題，以及不同服務和應用的網絡管理一體化等問題。